一种基于随机共振的通信信号参数估计方法，将通信信号进行小波变换，再通过频谱搬移将载频从高频搬移到低频，然后进行随机共振处理，根据随机共振处理后所得信号的频谱估计得到载波频率，根据随机共振处理后所得信号载频恢复得到本地载波，将通信信号与本地载波相乘后进行低通滤波转换成基带信号，再将基带信号进行随机共振处理，根据随机共振处理后所得信号的包络谱估计得到波特率，本发明专利技术同时提供了一种基于随机共振的通信信号参数估计装置，包括小波变换模块、频谱搬移模块、随机共振系统模块一、载频估计模块、本地载波恢复模块、乘法器、低通滤波器、随机共振系统模块二以及波特率估计模块，本发明专利技术实现了更低信噪比下信号参数的准确估计。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于随机共振的通信信号参数估计方法，将通信信号进行小波变换，再通过频谱搬移将载频从高频搬移到低频，然后进行随机共振处理，根据随机共振处理后所得信号的频谱估计得到载波频率，根据随机共振处理后所得信号载频恢复得到本地载波，将通信信号与本地载波相乘后进行低通滤波转换成基带信号，再将基带信号进行随机共振处理，根据随机共振处理后所得信号的包络谱估计得到波特率，本专利技术同时提供了一种基于随机共振的通信信号参数估计装置，包括小波变换模块、频谱搬移模块、随机共振系统模块一、载频估计模块、本地载波恢复模块、乘法器、低通滤波器、随机共振系统模块二以及波特率估计模块，本专利技术实现了更低信噪比下信号参数的准确估计。【专利说明】一种基于随机共振的通信信号参数估计方法与装置
本专利技术属于非协作通信
，特别涉及一种基于随机共振的通信信号参数估计方法与装置。
技术介绍
非协作通信是指在未经授权且不影响正常通信前提下，接入到他方通信系统并接收相关信息的一种通信方式。在非协作通信中，接收端所截获的均为信道中的调制信号。由于接收方与通信发射方是非协作的，就造成所截获的信号对于接收方来说可能是全盲信号。此时，为了获取截获信号的信息、对调制信号进行解调，信号的载波盲估计就不可避免，对这些参数的正确估计是保证成功接收的首要环节。传统的信号的参数估计方法通常求信号的平方谱来确定载波频率。对于中心抑制载波的单载波信号而言，平方运算消除了相位跳变的影响，使得原本展宽的频谱重新聚集，从而重现了抑制的载波频率；B.S.Koh提出的包络谱估计波特率，它通过信号的包络谱中除近直流点外的谱线来确定波特率的大小，参见B.S.Koh, H.S.Lee, Detection of Symbolrate of Unknown Digital Communication Signals, Electronic Letters, Vol.29, N0.3, pp.278-279，Feb，1993。但是，由于非协作通信中接收信号的信噪比往往比较低，在面对这些信号时，上述的传统的盲参数估计算法无法正常工作或准确估计信号参数。同时，一些应用于低信噪比条件下的参数估计算法，如循环累积量等方法，需要对信号的高阶矩进行累积，其复杂度往往较高、计算量较大，并不适用于实时估计。随机共振是由Benzi在研究全球气候时提出来的。当时，Benzi在研究地球古气候时发现地球的冷期和暖期交替出现的周期约为10万年，这与地球绕太阳转动的偏心率的变化周期相同。Benzi等人因此提出了一个被势垒分开的双稳共振系统模型来解释这个现象，地球处于一种非线性的条件下，使得地球去冷态和暖态两种状态，地球偏心率的变化是这个非线性双稳系统的一个周期驱动力，而地球受到的噪声(比如太阳常数的无规律变化等等)会增强系统在冷态和暖态这两种状态的跃迁率并使地球按偏心率变化的周期周期性地在这两种状态之间切换。以上是最早提出的随机共振系统，它是一种双稳系统。实际上，随机共振系统还有单稳、多稳和阈值等系统模型。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于随机共振的通信信号参数估计方法与装置，通过传统通信信号参数估计方案与随机共振系统相结合的方式，实现更低信噪比下信号参数的准确估计，在相同参数估计性能条件下，相比于传统的参数估计方案，信噪比门限更低。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种基于随机共振的通信信号参数估计方法，将通信信号首先进行小波变换以定位载频，再通过频谱搬移将载频从高频搬移到低频，然后进行随机共振处理提高信噪比，最后根据随机共振处理后所得信号的频谱的次大峰值点估计得到载波频率。优选地，所述随机共振处理过程中，先对频谱搬移后的数据进行频率压缩，然后再进行随机共振。优选地，所述根据随机共振处理后所得信号的频谱的次大峰值点估计得到载波频率的方法是:将随机共振处理后输出的信号进行FFT变换求频谱，频谱上对应的次高峰即是二倍载频位置。优选地，根据随机共振处理后所得信号载频恢复得到本地载波，将通信信号与本地载波相乘后进行低通滤波转换成基带信号，再将基带信号通过随机共振处理提高信噪t匕，最后通过基带信号包络谱的峰值点估计得到波特率。优选地，所述随机共振处理过程中，先对基带信号进行频率压缩，然后再进行随机共振。优选地，所述通过基带信号包络谱的峰值点估计得到波特率的方法是:将随机共振处理后输出的信号的包络进行FFT变换求包络谱，其中除近直流点外的峰值位置对应相应的波特率。本专利技术同时提供了一种基于随机共振的通信信号参数估计装置，包括:小波变换模块，用于将接收到的信号进行小波变换，以定位载频位置；频谱搬移模块，用于将小波变换后的信号的频谱从高频搬移到低频；随机共振系统模块一，用于将对搬移至低频的信号进行随机共振处理，以提高输出信号的信噪比；载频估计模块，用于根据随机共振处理所得输出信号的频谱估计得到载波频率。优选地，该估计装置还包括:本地载波恢复模块，用于将随机共振系统模块输出的信号恢复得到本地载波；乘法器，用于将通信信号与所得本地载波相乘；低通滤波器，用于将所得相乘结果滤波得到基带信号；随机共振系统模块二，用于将基带信号进行随机共振处理，以提高输出信号的信噪比；波特率估计模块，用于根据随机共振处理所得输出信号的包络谱估计得到波特率。所述随机共振系统模块一和随机共振系统模块二结构相同，均包括:合成器，用于将几路信号相加合成；积分器，用于将合成的信号进行积分运算；算式模块，用于对积分运算所得信号按指定的算式进行计算；增益模块，用于对积分运算所得信号按指定增益扩大。与现有技术相比，本专利技术基于随机共振，实现了更低信噪比下信号参数的准确估计。【专利附图】【附图说明】图1是小波变换模块框图。图2是随机共振系统模块框图。图3是本专利技术基于随机共振的通信信号参数估计装置框图。图4是BPSK信号载频估计性能对比曲线。图5是BPSK信号波特率估计性能对比曲线。【具体实施方式】下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术小波变换模块主要包括:小波变换器，用于对输入信号进行小波变换；合成器，用于将输入的几路信号相加，将相加后的信号输出。小波变换模块的作用是对输入信号做小波变换，小波变换是时间和频域的局域变换因而能有效地从信号中提取参数信息，通过伸缩和平移等运算功能对信号进行多尺度细化分析。结合参数对小波变换说明如下:与Fourier变换相比，小波变换是空间(时间)和频率的局部变换，因而能更有效地从信号中提取信息。一个信号s(t)的小波变换(CWT)的表达式为【权利要求】1.一种基于随机共振的通信信号参数估计方法，其特征在于，将通信信号首先进行小波变换以定位载频，再通过频谱搬移将载频从高频搬移到低频，然后进行随机共振处理提高信噪比，最后根据随机共振处理后所得信号的频谱的次大峰值点估计得到载波频率。2.根据权利要求1所述的基于随机共振的通信信号参数估计方法，其特征在于，所述随机共振处理过程中，先对频谱搬移后的数据进行频率压缩，然后再进行随机共振。3.根据权利要求1所述的基于随机共振的通信信号参数估计方法，其特征在于，所述根据随机共振处理后所得信号的频谱的次大峰值点估计得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于随机共振的通信信号参数估计方法，其特征在于，将通信信号首先进行小波变换以定位载频，再通过频谱搬移将载频从高频搬移到低频，然后进行随机共振处理提高信噪比，最后根据随机共振处理后所得信号的频谱的次大峰值点估计得到载波频率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：詹亚锋，段超伟，何国龙，裴玉奎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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